Simulación de la dinámica del viento superficial sobre la costa de Ica utilizando el modelo numérico de la atmósfera de mesoescala MM5

Quijano Vargas, Julio Jesús

Simulación de la dinámica del viento superficial sobre la costa de Ica utilizando el modelo numérico de la atmósfera de mesoescala MM5

Abstract

Se realizó la simulación numérica del viento superficial sobre el mar frente a la costa peruana, principalmente frente a la costa del departamento de Ica-Perú, con el objetivo de conocer y cuantificar los procesos físicos responsables que intensifican el viento en esta región. Así mismo se evaluó la variabilidad de su magnitud asociada a perturbaciones térmicas superficiales, para finalmente identificar su impacto sobre el Transporte Zonal Ekman y sobre el potencial eólico del viento. Los resultados podrán ser usados en la toma de decisiones en futuros proyectos de aprovechamiento pesquero y/o energético. Se utilizó el modelo atmosférico regional de Mesoescala (MM5), con el cual se hizo tres experimentos numéricos. El primero, denominado “MNT”, considero la cobertura espacial dividida en tres secciones (dominios anidados) con resolución horizontal de 45km, 15km, 5km, teniendo la costa de Ica en el dominio de mayor resolución (5km). La finalidad de MNT es analizar la dinámica del viento e identificar la fuerza predominante del flujo. El segundo experimento numérico, denominado “TS1”, consistió en incrementar la Temperatura Superficial del Mar (TSM) en la costa sur, central, y norte del Perú; y el tercer experimento, “TS2”, similar al anterior pero con mayor resolución espacial y una perturbación de TSM similar a la anomalía del evento El Niño 97-98 (...). Los resultados demuestran que el modelo representa bien los vientos superficiales aproximadamente hasta 950hPa. Asimismo, se identifica chorros o regiones de máxima intensidad de velocidad del viento, posicionados muy cerca a la costa de Paracas y Marcona, al cual denominamos Jet Costero (JC). En el núcleo del JC el viento promedio superficial es superior a 12 m/s a 250 metros sobre la superficie. La descomposición de fuerzas en dirección SE revela que es el gradiente de presión el que acelera al JC hacia la dirección NO y paralela a la costa. Desde la entrada al JC hasta el núcleo de máxima velocidad, dicha fuerza es balanceada por la fricción y la advección de momentum; entre el máximo y a la salida del JC las fuerzas se revierten excepto la fricción, que, en todos los casos es una fuerza que desaceleró al flujo. En dirección SW (~ perpendicular a la costa), el gradiente de presión desvia el viento hacia la costa y es balanceada en igual proporción por la fuerza de Coriolis mas la advección de momentum, lo cual indica un balance de tipo viento gradiente. En algunas regiones la adveccion es 4 veces mayor que la fuerza de coriolis, es decir, existe la influencia del balance ciclostrófico. La imposición de un incremento de 2.5°C de TSM en los experimentos TS1 y TS2 resulta en una intensificación promedio del viento del rango de 0.25 a 0.5 m/s. Este resultado proporcionaría un aporte a la explicación de lo que podría esperarse en escenarios de fenómeno El Niño. Bajo estas condiciones la magnitud del viento aprovechable (potencial eólico), por una turbina eólica de eficiencia estándar ubicada a 40msnm, se incrementa sobre el océano y la costa en +50KW y +20KW respectivamente, con mejores resultados entre 4°S y 14°S de latitud. El Transporte Ekman se incrementaría hasta 1m3s-1m-1 aproximadamente entre 5°S y 14°S de latitud, tomando como forzante el viento a 40 msnm.

Date

2011

Keywords

Meteorología , Atmósfera , Simulación numérica , Vientos

Citation

Quijano, J. J. (2011). Simulación de la dinámica del viento superficial sobre la costa de Ica utilizando el modelo numérico de la atmósfera de mesoescala MM5 (Tesis para optar el título profesional de Ingeniería Mecánica de Fluidos). Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima, Perú.